JP7844584B2 - Background of the method for producing purified precipitated calcium carbonate from limestone mud - Google Patents
Background of the method for producing purified precipitated calcium carbonate from limestone mudInfo
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Description
本開示は、概して、廃棄生成物として生成された石灰泥ケーキを処理して沈殿炭酸カルシウムを生成する方法に関し、特に、廃棄生成物として生成された石灰泥ケーキを処理して、紙および板紙のフィラーおよび/または顔料としての使用に適した沈殿炭酸カルシウムを生成する方法に関する。 This disclosure generally relates to a method for processing lime mud cake generated as a waste product to produce precipitated calcium carbonate, and more particularly to a method for processing lime mud cake generated as a waste product to produce precipitated calcium carbonate suitable for use as a filler and/or pigment in paper and cardboard.
関連技術の簡単な説明
紙および板紙の主成分は、種々の機械的および/または化学的パルプ化プロセスによって木材または他の植物源から生成されるセルロースパルプ繊維である。製紙業界で使用される主な化学パルプ化プロセスは、水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)、および硫化ナトリウムを消化プロセス工程において使用して、非セルロース系材料をセルロース系パルプ繊維から抽出および分離する、アルカリ「クラフト」プロセスである。とりわけ、パルプ化における別の一般的なバリエーションは、硫化ナトリウムを用いないことであり、これは苛性パルプ化として知られている。
Brief Explanation of Related Technologies: The main component of paper and cardboard is cellulose pulp fiber, produced from wood or other plant sources through various mechanical and/or chemical pulping processes. The primary chemical pulping process used in the paper industry is the alkaline "kraft" process, which uses sodium hydroxide (caustic soda) and sodium sulfide in the digestion process to extract and separate non-cellulose materials from cellulosic pulp fibers. Another common variation in pulping, in particular, is the absence of sodium sulfide, which is known as caustic pulping.
パルプ化プロセスの運転効率および経済効率を最大化するために、化学物質は可能な限り回収され、再利用される。この化学的回収プロセスでは、一部のパルプ化作業には石灰窯が含まれる。石灰窯は、苛性化と呼ばれるプロセスにおいて「緑液」と組み合わせられる(不活性化される)石灰(CaO)を生成するように機能する。緑液は、パルプ化と苛性化の間のパルプ化プロセスに由来する。石灰窯がない場合は、市販の石灰(CaO)を購入し、苛性化回路のシングルパスで使用する。 To maximize the operational and economic efficiency of the pulping process, chemicals are recovered and reused whenever possible. This chemical recovery process includes the use of lime ovens in some pulping operations. Lime ovens function to produce lime (CaO) that is combined (deactivated) with "green liquor" in a process called causticization. Green liquor originates from the pulping process between pulping and causticization. If a lime oven is unavailable, commercially available lime (CaO) is purchased and used in a single pass of the causticization circuit.
緑液の主成分は炭酸ナトリウムであり、石灰と炭酸ナトリウムとの反応により、次の反応工程によって水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)および炭酸カルシウム(CaCO3)が生成される。
CaO+H2O→Ca(OH)2 (1)
Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3+2NaOH (2)
The main component of the green liquor is sodium carbonate, and the reaction between lime and sodium carbonate produces sodium hydroxide (caustic soda) and calcium carbonate ( CaCO3 ) through the following reaction steps.
CaO+ H2O →Ca(OH) 2 (1)
Ca(OH) 2 +Na 2 CO 3 →CaCO 3 +2NaOH (2)
工程2で生成された炭酸カルシウムは、業界では「石灰泥」と呼ばれ、水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)溶液は「白液」と呼ばれる。工程2の反応条件により、石灰泥が、白液の流れからすばやく分離し得る比較的大きな粒子として沈殿する。洗浄および濾別の後、石灰泥は、存在する場合は石灰窯にリサイクルされるか、または埋め立て地に廃棄される。実際には、システムには多くの場合、リサイクルされた石灰泥および一部の埋め立てられたパージされた石灰泥の両方が含まれる。 The calcium carbonate produced in step 2 is called "lime mud" in the industry, and the sodium hydroxide (caustic soda) solution is called "white liquor." Due to the reaction conditions in step 2, the lime mud precipitates as relatively large particles that can be quickly separated from the white liquor flow. After washing and filtration, the lime mud is recycled to a lime kiln if present, or disposed of in a landfill. In practice, systems often contain both recycled lime mud and some landfilled purged lime mud.
紙および板紙製品は、他の鉱物顔料と比較したその本質的に優れた白色度および明度のために、粉砕石灰石もしくはフィラーとして合成的に沈殿されたものから生成される微粒子として、および/またはコーティング顔料として、炭酸カルシウムを含むことがよくある。炭酸カルシウムを含有するにもかかわらず、石灰泥は、概して、紙および板紙におけるフィラーおよび/またはコーティング顔料としての使用には適さない。石灰泥は、比較的低い白色度および明度を有する。さらに、石灰泥は、残存苛性ソーダに起因して、概して大きな粒子径および高いpHを有する。葦および藁などの非木材種をパルプ化して生成された石灰泥は、上昇したレベルの高表面積の珪質鉱物をしばしば含有しみ、これらは石灰泥粒子の比表面積を増加させて、石灰泥粒子を従来の製紙におけるフィラーとしての使用には適しないようにする。 Paper and cardboard products often contain calcium carbonate as fine particles produced from crushed limestone or synthetically precipitated as a filler, and/or as a coating pigment, due to its inherently superior whiteness and brightness compared to other mineral pigments. Despite containing calcium carbonate, lime mud is generally unsuitable for use as a filler and/or coating pigment in paper and cardboard. Lime mud has relatively low whiteness and brightness. Furthermore, lime mud generally has a large particle size and high pH due to residual caustic soda. Lime mud produced by pulping non-wood species such as reeds and straw often contains elevated levels of high-surface-area siliceous minerals, which increase the specific surface area of the lime mud particles, making them unsuitable for use as a filler in conventional papermaking.
石灰泥の別の欠点は、チャーの黒い粒子が石灰泥粒子と混ざり合い得ることである。ブラックチャーは、回収ボイラー中での燃焼から発生し得、これは緑液に運ばれ得、そして最終的には、緑液の苛性化から生成された石灰泥に運ばれ得る。黒い斑点を生じ得るブラックチャーは、紙での使用を目的とした白色顔料では、非常に望ましくない。これらの理由から、石灰泥は、苛性化工程で再利用するために石灰窯で再燃焼されて酸化カルシウム(CaO)を生成しない場合、埋め立て地に廃棄される。石灰泥をリサイクルする場合でも、(i)パルプ化能力を高めるため、または(ii)非プロセス要素のシステムをクリーンアップしてプロセス効率を向上させるために、より多くの石灰泥をパージすることが有利な場合がある。 Another drawback of lime mud is that the black particles of char can mix with the lime mud particles. Black char can be generated from combustion in the recovery boiler, which can be carried to the green liquor, and ultimately to the lime mud produced from the caustication of the green liquor. Black char, which can produce black spots, is highly undesirable for white pigments intended for use in paper. For these reasons, lime mud is disposed of in landfills unless it is re-combusted in a lime kiln to produce calcium oxide (CaO) for reuse in the caustication process. Even when recycling lime mud, it may be advantageous to purge more lime mud to (i) increase pulping capacity, or (ii) clean up the system of non-process elements to improve process efficiency.
石灰泥が、埋め立てられるのとは反対に、処理されて紙および板紙のフィラーおよび/またはコーティング顔料として使用するのに適切になり得るならば、有益であろう。また、このことは、製紙工場で購入した石灰の総利用率を改善し、購入した鉱物充填物および/またはコーティング顔料の消費量を削減するであろう。さらに、この石灰泥を実施可能な新しい生成物に精製することは、廃棄物を最小限に抑え、かつ材料の再利用、リサイクル、または転用により資源の使用がより効率的であるサーキュラーエコノミーをサポートする企業によるグローバルな取り組みをサポートする。 It would be beneficial if lime mud could be processed and made suitable for use as a filler and/or coating pigment in paper and cardboard, rather than being sent to landfills. This would also improve the overall utilization rate of lime purchased by paper mills and reduce the consumption of purchased mineral fillers and/or coating pigments. Furthermore, refining this lime mud into viable new products would support global corporate efforts to minimize waste and promote a circular economy where resource use is more efficient through the reuse, recycling, or repurposing of materials.
本開示の実施形態によれば、精製沈殿炭酸カルシウムを石灰泥から作製する方法は、石灰泥ケーキを水および炭酸ナトリウムと混合して第1のスラリーを形成することと、第1のスラリーを、スラリーを熟成させ、かつピルソナイト、ショータイト、およびゲイラサイトのうちの1つ以上を形成する条件下で加熱することと、熟成させたスラリーから、固形部分を分離することと、ピルソナイト、ショータイト、およびゲイラサイトのうちの1つ以上を、CaCO3固形画分およびNa2CO3固形画分に分解し、かつナトリウム塩を除去するのに十分な条件下で、固形部分を洗浄することと、CaCO3固形画分を水および分散剤と混合して、CaCO3固形画分を水中に分散させ、100rpmで約1000cps未満のブルックフィールド粘度を有する分散スラリーを形成し、それにより、精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを生成することと、を含み得る。 According to embodiments of the present disclosure, a method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime mud may include: mixing a lime mud cake with water and sodium carbonate to form a first slurry; heating the first slurry under conditions that allow the slurry to mature and form one or more of pyrsonite, shortite, and geyrasite; separating the solid portion from the matured slurry; washing the solid portion under conditions sufficient to decompose one or more of pyrsonite, shortite, and geyrasite into a CaCO3 solid fraction and a Na2CO3 solid fraction and remove the sodium salt; and mixing the CaCO3 solid fraction with water and a dispersant to disperse the CaCO3 solid fraction in water to form a dispersed slurry having a Brookfield viscosity of less than about 1000 cps at 100 rpm, thereby producing a dispersed slurry containing purified precipitated calcium carbonate.
本開示の実施形態によれば、精製沈殿炭酸カルシウムを石灰泥から作製する方法は、石灰泥ケーキを水および分散剤と混合して、100rpmで約1000cps未満のブルックフィールド粘度を有する第1のスラリーを形成することと、第1のスラリーを、約0.4ミクロン~約5ミクロンのメジアン粒子径に粉砕することと、不純物粒子を含む遠心分離スラリーおよび精製炭酸カルシウムを含むペーストを得るのに十分な条件下で、粉砕したスラリーを相分離することと、ペーストを、水中で目標固形分含有量まで希釈し、それによって精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを生成することと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime mud may include: mixing a lime mud cake with water and a dispersant to form a first slurry having a Brookfield viscosity of less than 1000 cps at 100 rpm; grinding the first slurry to a median particle size of about 0.4 microns to about 5 microns; phase-separating the ground slurry under conditions sufficient to obtain a centrifugal slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate; and diluting the paste in water to a target solids content, thereby producing a dispersed slurry containing purified precipitated calcium carbonate.
本開示の実施形態によれば、精製沈殿炭酸カルシウムを石灰泥から作製する方法は、石灰泥ケーキを水と混合して、第1のスラリーを形成することと、第1のスラリーのpHを、約10~約11になるように調整することと、約500~約2000gのg力を達成するのに十分な条件下で、第1のスラリーを、約1~約10分の滞留時間にわたって遠心分離することにより、不純物粒子および精製炭酸カルシウムを含むペーストを含む遠心分離スラリーを得ることと、ペーストを水および分散剤と混合して、100rpmで約1000cps未満のブルックフィールド粘度を有し、かつ精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを形成することと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime mud may include: mixing a lime mud cake with water to form a first slurry; adjusting the pH of the first slurry to about 10 to about 11; centrifuging the first slurry over a residence time of about 1 to about 10 minutes under conditions sufficient to achieve a g-force of about 500 to about 2000 g to obtain a centrifugal slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate; and mixing the paste with water and a dispersant to form a dispersed slurry having a Brookfield viscosity of less than about 1000 cps at 100 rpm and containing purified precipitated calcium carbonate.
本開示の実施形態によれば、精製沈殿炭酸カルシウムを石灰泥から作製する方法であって、石灰泥ケーキを水と混合して、第1のスラリーを形成することと、第1のスラリーのpHを約8~約11になるように調整することと、第1のスラリーをシリケート浮選収集剤化合物と混合して、第2のスラリーを形成することと、シリケート粒子不純物を含有する濃縮泡およびCaCO3を含有するテールスラリーを形成するのに十分な条件下で、第2のスラリーを、浮選セルシステムにより処理することと、テールスラリーを洗浄および分離して、過剰の可溶性塩を含有する液相および精製CaCO3を含有するペーストにすることと、ペーストを水と混合して、100rpmで約100cps未満の粘度を有し、かつ精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを形成すること。 According to embodiments of this disclosure, a method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime sludge comprises: mixing a lime sludge cake with water to form a first slurry; adjusting the pH of the first slurry to approximately 8 to approximately 11; mixing the first slurry with a silicate flotation agent compound to form a second slurry; processing the second slurry in a flotation cell system under conditions sufficient to form a concentrated foam containing silicate particulate impurities and a tail slurry containing CaCO3; washing and separating the tail slurry to obtain a liquid phase containing excess soluble salts and a paste containing purified CaCO3; and mixing the paste with water to form a dispersed slurry having a viscosity of less than approximately 100 cps at 100 rpm and containing purified precipitated calcium carbonate.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーから、ブラックチャーを除去する方法は、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第1のオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第1のアンダーフローを形成させるのに十分な条件下で、出発スラリーを、第1の液体サイクロンに流すことと、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第2オーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第2のアンダーフローを形成するのに十分な条件下で、第1のアンダーフローを第2の液体サイクロンに流すことと、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第3のオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第3のアンダーフローを形成するのに十分な条件下で、第1のオーバーフローを第3の液体サイクロンに流すことと、第2のアンダーフローを、回収チャンバーに流すことと、第2のオーバーフローを、第1の液体サイクロンに流すことと、第3のアンダーフローを、第1の液体サイクロンに流すことと、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第4のオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第4のアンダーフローを形成するのに十分な条件下で、第3のオーバーフローを第4の液体サイクロンに流すことと、第4のオーバーフローを、廃棄物容器に流すことと、第4のアンダーフローを、第3の液体サイクロンに流すことと、を含み得る。 According to embodiments of the present disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar comprises: flowing the starting slurry through a first liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top to form a first overflow and to retain the calcium carbonate at the bottom to form a first underflow; flowing the first underflow through a second liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top to form a second overflow and to retain the calcium carbonate at the bottom to form a second underflow; and causing the blackchar particles to rise to the top to form a third overflow and to remove the calcium carbonate This may include: directing the first overflow into a third liquid cyclone under conditions sufficient to retain it at the bottom and form a third underflow; directing the second underflow into a recovery chamber; directing the second overflow into the first liquid cyclone; directing the third underflow into the first liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top and form a fourth overflow, and to retain the calcium carbonate at the bottom and form a fourth underflow; directing the fourth overflow into a waste container; and directing the fourth underflow into the third liquid cyclone.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーからブラックチャーを除去する方法は、ブラックチャー粒子を上部に上昇させてオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めてアンダーフローを形成するのに十分な条件下で、出発スラリーを液体サイクロンに流すことと、オーバーフローを廃棄に流すことと、アンダーフローを回収チャンバーに流すことと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar may include: flowing the starting slurry through a liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top to form an overflow and to retain the calcium carbonate at the bottom to form an underflow; flowing the overflow to a waste disposal system; and flowing the underflow to a recovery chamber.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーからブラックチャーを除去する方法は、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第1のオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第1のアンダーフローを形成させるのに十分な条件下で、出発スラリーを第1の液体サイクロンに流すことと、ブラックチャー粒子を上部に上昇させて第2のオーバーフローを形成し、かつ炭酸カルシウムを下部に留めて第2のアンダーフローを形成するのに十分な条件下で、第1のアンダーフローを第2の液体サイクロンに流すことと、第1のおよび第2のオーバーフローを廃棄に流すことと、第2のアンダーフローを回収チャンバーに流すことと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar may include: flowing the starting slurry through a first liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top, forming a first overflow, and to retain the calcium carbonate at the bottom, forming a first underflow; flowing the first underflow through a second liquid cyclone under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top, forming a second overflow, and to retain the calcium carbonate at the bottom, forming a second underflow; discharging the first and second overflows to waste; and discharging the second underflow into a recovery chamber.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーからブラックチャーを除去する方法は、トラップタンクの中心でまたはその近くでの連続流入を使用して、出発スラリーをトラップタンクにロードすることと、約0.1m/秒~約1.5m/秒の先端速度で約4~約10分の滞留時間にわたって、ブラックチャー粒子をトラップタンクの上部に上昇させ、かつ炭酸カルシウムをトラップタンクの下部に沈降させるのに十分な条件下で、攪拌機を使用してトラップタンク内で出発スラリーを攪拌することと、炭酸カルシウムを、トラップタンクの底部から回収容器に送り出すことと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar may include: loading the starting slurry into a trap tank using a continuous inflow at or near the center of the trap tank; agitating the starting slurry in the trap tank using a stirrer for a residence time of about 4 to 10 minutes at a tip velocity of about 0.1 m/s to about 1.5 m/s, under conditions sufficient to cause the blackchar particles to rise to the top of the trap tank and the calcium carbonate to settle at the bottom of the trap tank; and discharging the calcium carbonate from the bottom of the trap tank into a recovery container.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーからブラックチャーを除去する方法は、約1m/秒~約5m/秒の先端速度で攪拌機を用いて毎分約0.1リットル~毎分約2リットルの出発スラリー1リットル当たりの流量で出発スラリーにオゾン含有ガスを流すことを含み、ブラックチャーが、オゾンによって二酸化炭素ガスに酸化され、かつガス流で除去される。 According to embodiments of this disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar includes flowing an ozone-containing gas through the starting slurry at a flow rate of approximately 0.1 liters per minute to approximately 2 liters per minute of the starting slurry using a stirrer at a tip speed of approximately 1 m/s to approximately 5 m/s, thereby oxidizing the blackchar to carbon dioxide gas by the ozone and removing it with the gas flow.
本開示の実施形態によれば、炭酸カルシウムおよびブラックチャーを含有する出発スラリーからブラックチャーを除去する方法は、出発スラリーを発泡剤および浮選収集剤化合物と混合して、第2のスラリーを形成することと、第2のスラリーを、浮選装置により、第2のスラリー1リットル当たり約1slpm~約3slpmの空気流下で、攪拌機で、約150m/分~約500m/分の先端速度で、約1分~約10分にわたり、浮選装置から溢れる泡および浮選装置中に残るテールスラリー、ブラックチャーを含む泡および炭酸カルシウムを含むテールスラリーと共に処理することと、テールスラリーを収集し、テールスラリーを水に分散させて、炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを形成することと、を含み得る。 According to embodiments of this disclosure, a method for removing blackchar from a starting slurry containing calcium carbonate and blackchar may include: mixing the starting slurry with a foaming agent and a flotation agent compound to form a second slurry; processing the second slurry with a flotation device, under an airflow of approximately 1 slpm to approximately 3 slpm per liter of the second slurry, using a stirrer at a tip speed of approximately 150 m/min to approximately 500 m/min for approximately 1 to 10 minutes, together with the foam overflowing from the flotation device, the tail slurry remaining in the flotation device, the foam containing blackchar, and the tail slurry containing calcium carbonate; and collecting the tail slurry and dispersing the tail slurry in water to form a dispersed slurry containing calcium carbonate.
ブラックチャーを除去する方法の前述の実施形態のいずれにおいても、出発スラリーは、精製沈殿カーボネート生成物のスラリーであり得る。例えば、出発スラリーは、本明細書に開示される方法のいずれかから生じる精製沈殿カーボネート生成物のスラリーであり得る。 In any of the aforementioned embodiments of the method for removing blackchar, the starting slurry may be a slurry of the purified precipitated carbonate product. For example, the starting slurry may be a slurry of the purified precipitated carbonate product resulting from any of the methods disclosed herein.
本開示の実施形態による石灰泥を処理する方法は、一連の化学的および機械的処理を含み得る。本開示による方法は、石灰泥廃棄生成物を、紙および板紙製品においてフィラーおよび/または顔料として使用するのに適した径および純度の粒子に処理し、かつ、鉱物シリケートおよび黒色炭素質材料などの望ましくない無機種を除去する。フィラーまたは顔料としての使用に一般的に適する沈殿炭酸カルシウムは、約0.5μm~約5μmのメジアン粒子径分布、約3m2/g~約20m2/gの比表面積、約80を超えるISO明度のうちの1つ以上を有し得、かつ、可視ブラックチャーを有しない。特に断りのない限り、本明細書では、得られた沈殿炭酸カルシウムのメジアン粒子径分布は、Horiba LA-950などのレーザー光散乱装置を使用して測定される。粒子径測定のサンプル準備では、ポリ(アクリル酸)などの分散剤ポリマーとの混合、その後の超音波処理を含む。 Methods for processing lime sludge according to embodiments of the present disclosure may include a series of chemical and mechanical treatments. The methods according to the present disclosure process lime sludge waste products into particles of a suitable diameter and purity for use as fillers and/or pigments in paper and cardboard products, and remove undesirable impurities such as mineral silicates and black carbonaceous materials. Precipitated calcium carbonate generally suitable for use as a filler or pigment may have a median particle size distribution of about 0.5 μm to about 5 μm, a specific surface area of about 3 m² /g to about 20 m² /g, and one or more ISO lightness values greater than about 80, and may be free of visible blackchar. Unless otherwise specified, the median particle size distribution of the obtained precipitated calcium carbonate is measured using a laser light scattering device such as a Horiba LA-950. Sample preparation for particle size measurement includes mixing with a dispersant polymer such as poly(acrylic acid), followed by sonication.
本開示に従って石灰泥から沈殿炭酸カルシウムを作製する方法は、高い比表面積を有する不純物の除去および可視ブラックチャーの除去の一方または両方を含み得る。高い比表面積を有する不純物の除去または還元および可視ブラックチャーの除去によって沈殿炭酸カルシウムを作製する方法は、2段階のプロセスを含み得る。実施形態では、本開示の方法は、高比表面積の材料を除去して、精製沈殿炭酸カルシウムを生じ得る。実施形態では、方法は、精製沈殿炭酸カルシウムのさらなる精製のため可視ブラックチャーを除去するために、得られた精製沈殿炭酸カルシウムをさらに処理することを含み得る。実施形態では、本開示の方法は、ブラックチャーを除去して、精製沈殿炭酸カルシウムを生じ得る。 A method for producing precipitated calcium carbonate from limestone mud according to this disclosure may include either or both of the removal of impurities having a high specific surface area and/or the removal of visible blackchar. A method for producing precipitated calcium carbonate by the removal or reduction of impurities having a high specific surface area and/or the removal of visible blackchar may include a two-step process. In embodiments, the method of this disclosure may produce purified precipitated calcium carbonate by removing high specific surface area material. In embodiments, the method may include further processing of the obtained purified precipitated calcium carbonate to remove visible blackchar for further purification of the purified precipitated calcium carbonate. In embodiments, the method of this disclosure may produce purified precipitated calcium carbonate by removing blackchar.
高比表面積不純物には、シリケート、カルシウムシリケート水和物、ハイドロタルサイト様化合物、アルミン酸カルシウム、リン酸カルシウム、およびアモルファスシリケートのうちの1つ以上を含み得る。高比表面積とは、一般に、20m2/gを超える比表面積を有する不純物粒子を意味する。例えば、高比表面積材料は、20m2/g超~100m2/g以上の表面積を有し得る。例えば、そのような高表面積材料の典型的な表面積は、約40m2/g~約60m2/gである。 High specific surface area impurities may include one or more of silicates, calcium silicate hydrates, hydrotalcite-like compounds, calcium aluminate, calcium phosphate, and amorphous silicates. Generally, high specific surface area refers to impurity particles having a specific surface area greater than 20 m² /g. For example, high specific surface area materials may have a surface area of more than 20 m² /g to 100 m² /g or more. For instance, a typical surface area of such a high specific surface area material is approximately 40 m² /g to approximately 60 m² /g.
ブラックチャーは、石灰泥中に存在し得る黒色炭素質物質である。石灰泥の供給源によっては、高比表面積不純物およびブラックチャーの両方を除去するために、石灰泥を処理する必要があり得る。あるいは、ブラックチャーの除去のみが必要であり得る。高比表面積材料の除去方法と組み合わせて使用する場合、ブラックチャーの除去は、高比表面積材料の除去後に行い得る。概して、ブラックチャーの除去は、残存する可視ブラックチャーがない点まで実施される。 Blackchar is a black carbonaceous substance that can be present in limestone mud. Depending on the source of the limestone mud, it may be necessary to treat the mud to remove both high-surface-area impurities and blackchar. Alternatively, only blackchar removal may be required. When used in combination with methods for removing high-surface-area materials, blackchar removal can be performed after the removal of the high-surface-area materials. Generally, blackchar removal is carried out until no visible blackchar remains.
本開示の実施形態は、1つ以上の浮選セル法、熱熟成法、および相分離法による高比表面積不純物の除去を含む。本開示の実施形態は、別々にまたは追加的に、液体サイクロン法、トラップタンク法、オゾン法、および浮選法のうちの1つ以上による可視ブラックチャーの除去を含み得る。任意の1つ以上の高比表面積不純物除去方法および可視ブラックチャー除去方法のうちの任意の1つ以上の任意の適切な組み合わせが利用され得る。 Embodiments of this disclosure include the removal of high surface area impurities by one or more flotation cell methods, thermal aging methods, and phase separation methods. Embodiments of this disclosure may separately or additionally include the removal of visible blackchar by one or more of the liquid cyclone method, trap tank method, ozone method, and flotation method. Any one or more suitable combinations of any one or more high surface area impurity removal methods and visible blackchar removal methods may be utilized.
本開示のいずれの方法においても、石灰泥ケーキは、紙クラフトパルプ工場、甜菜生産などの多くのプロセスにおける廃棄生成物、およびアセチレン生産の副生成物として生成され得る。石灰泥は、回収ボイラー精錬物からの石灰および緑液を反応させた反応生成物であり得る。精錬物は、クラフトプロセス黒液またはソーダプロセス(NSSC)黒液の燃焼から、または化学機械パルプ液(CMP、CTMP、APMP)から得られ得る。 In any of the methods described herein, lime mud cake may be produced as a waste product in many processes, such as paper kraft pulp mills and sugar beet production, and as a by-product of acetylene production. Lime mud may be a reaction product of reacting lime and green liquor from recovered boiler smelting. The smelting may be obtained from the combustion of kraft process black liquor or soda process (NSSC) black liquor, or from chemical mechanical pulp liquid (CMP, CTMP, APMP).
本明細書に開示される方法のいずれにおいても、石灰泥ケーキは、石灰泥ケーキを水と混合して第1のスラリーを形成し、第1のスラリーを洗浄して石灰泥ケーキ中に存在する苛性ソーダを除去することによって洗浄され得る。 In any of the methods disclosed herein, the lime mud cake may be cleaned by mixing the lime mud cake with water to form a first slurry, and then washing the first slurry to remove the caustic soda present in the lime mud cake.
pH調整が行われる本開示の方法のいずれにおいても、二酸化炭素ガスおよび/または二酸化炭素含有ガスをスラリーに流すことによって、pHを低下させ得る。例えば、煙道ガスを使用し得る。他の適切なガスには、液化源などからの純粋な二酸化炭素ガス、希薄燃焼排ガス、エタノールまたは石油化学源からの二酸化炭素の副生成物が挙げられる。煙道ガスは、二酸化炭素含有量が約8%~約30%のボイラーまたは窯からのものであり得る。 In any of the methods of pH adjustment described herein, the pH may be lowered by passing carbon dioxide gas and/or a carbon dioxide-containing gas through the slurry. For example, flue gas may be used. Other suitable gases include pure carbon dioxide gas from liquefaction sources, lean combustion exhaust gas, ethanol, or carbon dioxide by-products from petrochemical sources. The flue gas may be from a boiler or furnace with a carbon dioxide content of approximately 8% to 30%.
粉砕が行われる本開示の方法のいずれにおいても、粉砕は、微粉砕のための任意の公知の適切な方法によって達成し得る。例えば、スラリーは、ボールミル、サンドミル、およびメディアミルなどの様々な公知の粉砕技術によって粉砕され得る。例えば、スラリーは、ガラス、砂および/またはセラミックメディアを使用する垂直または水平に攪拌されるメディアミルを使用して粉砕され得る。メディアは、約0.5mm~約3mmのメジアン直径を有し得る。スラリーは、予想される最終用途に適した粒子径に粉砕される。例えば、石灰泥を処理して沈殿炭酸カルシウムを形成する場合、本開示の方法は、約0.5ミクロン~約5ミクロン、約1ミクロン~約2ミクロン、約0.5ミクロン~約1ミクロン、約3ミクロン~約5ミクロン、または約2ミクロン~約3ミクロンのメジアン粒子径への粉砕を含み得る。適切な径には、約0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、および5ミクロンのメジアン粒子径が挙げられる。 In any of the methods of grinding described herein, grinding can be achieved by any known suitable method for fine grinding. For example, the slurry can be ground by various known grinding techniques such as ball mills, sand mills, and media mills. For example, the slurry can be ground using a vertically or horizontally agitated media mill using glass, sand, and/or ceramic media. The media may have a median diameter of about 0.5 mm to about 3 mm. The slurry is ground to a particle size suitable for the expected end use. For example, when processing lime mud to form precipitated calcium carbonate, the method of the disclosure may include grinding to median particle sizes of about 0.5 microns to about 5 microns, about 1 micron to about 2 microns, about 0.5 microns to about 1 micron, about 3 microns to about 5 microns, or about 2 microns to about 3 microns. Suitable diameters include median particle sizes of about 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, and 5 microns.
浮選セル法
実施形態では、石灰泥から沈殿炭酸カルシウムを作製する方法は、石灰泥から高比表面積不純物を除去するための浮選セルの使用を含み得る。浮選セル技術は、平均粒子径が約50~500ミクロンのより大きな粒子径の不純物を除去するために、一般的に使用される。本開示による方法は、4~20ミクロンの粒子径などのより小さな粒子径の不純物を除去するための浮選セル技術の使用を可能にし得ることが有利に見出された。図3を参照すると、高表面積材料は、概して、凝集体として炭酸カルシウム結晶と結合している。驚くべきことに、この凝集物にもかかわらず、このような不純物の分離は、本開示の浮選セル法によって達成され得ることが見出された。当業者は、従来の浮選セル技術または遠心分離さえ使用して炭酸カルシウムを除去することなくまたは炭酸カルシウムに悪影響を与えることなく、そのような凝集物を分離する能力を期待しなかったであろう。
Flotation Cell Method In embodiments, a method for producing precipitated calcium carbonate from lime sludge may include the use of a flotation cell to remove high specific surface area impurities from the lime sludge. Flotation cell technology is commonly used to remove larger particle size impurities with an average particle diameter of about 50 to 500 microns. It has been advantageously found that the method according to this disclosure may enable the use of flotation cell technology to remove smaller particle size impurities, such as those with a particle diameter of 4 to 20 microns. Referring to Figure 3, high surface area materials generally bind to calcium carbonate crystals as aggregates. Surprisingly, despite these aggregates, it has been found that the separation of such impurities can be achieved by the flotation cell method of this disclosure. Those skilled in the art would not have expected the ability to separate such aggregates without removing or adversely affecting calcium carbonate using conventional flotation cell technology or even centrifugation.
この方法は、石灰泥ケーキを水と混合して第1のスラリーを形成し、pHを約8~約11、または約9~約10.5、または約8~約10または約8~約11に調整することを含み得る。他の適切なpH値には、約8、8.5、9、9.5、10、10.5、および11が挙げられる。次に、第1のスラリーをシリケート浮選収集剤化合物と混合して第2のスラリーを形成し得、第2のスラリーを水で希釈して、第2のスラリーの総重量に基づいて約5重量%~約15重量%の固形分含有量にし得る。あるいは、石灰泥ケーキを水と混合して第1のスラリーを形成する際に希釈を行うことにより、スラリーの総重量に基づいて約5重量%~約15重量%の固形分含有量を達成し得る。 This method may involve mixing the lime clay cake with water to form a first slurry and adjusting the pH to about 8 to about 11, or about 9 to about 10.5, or about 8 to about 10, or about 8 to about 11. Other suitable pH values include about 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, and 11. Next, the first slurry may be mixed with a silicate flotation agent compound to form a second slurry, and the second slurry may be diluted with water to achieve a solids content of about 5% to about 15% by weight based on the total weight of the second slurry. Alternatively, a solids content of about 5% to about 15% by weight based on the total weight of the slurry can be achieved by dilution when mixing the lime clay cake with water to form the first slurry.
次に、第2のスラリーを、シリケート粒子不純物を含有する濃縮泡およびCaCO3を含有するテールスラリーを形成するのに十分な条件下で、浮選セルシステムを通して処理し得る。 Next, the second slurry can be processed through a flotation cell system under conditions sufficient to form a concentrated foam containing silicate particle impurities and a tail slurry containing CaCO3 .
テールスラリーを洗浄し、過剰の可溶性塩を含有する液相および精製されたCaCO3を含有するペーストに分離し得る。ペーストを水および分散剤と混合して、100rpmで約1000cps未満の粘度を有する分散スラリーを形成し得る。 The tail slurry can be washed and separated into a liquid phase containing excess soluble salts and a paste containing purified CaCO3 . The paste can be mixed with water and a dispersant to form a dispersion slurry having a viscosity of less than about 1000 cps at 100 rpm.
精製沈殿炭酸カルシウム生成物は、分散スラリーを生じる。特定の用途に必要な場合、分散スラリーを約0.5ミクロン~5ミクロンのメジアン粒子径に粉砕することができ、かつ/または粉砕後にpHがこの範囲外である場合、pHを約9~約10.5に調整し得る。 The purified precipitated calcium carbonate product yields a dispersed slurry. If required for a specific application, the dispersed slurry can be ground to a median particle size of approximately 0.5 to 5 microns, and/or, if the pH is outside this range after grinding, the pH can be adjusted to approximately 9 to 10.5.
実施形態において、シリケート浮選収集剤化合物を有する第1のスラリーは、スラリーの総重量に基づいて、約5重量%~約40重量%の固形分含有量に混合し得る。他の適切な範囲には、約5重量%~約20重量%、約5重量%~約10重量%、約20重量%~約25重量%、約30重量%~約40重量%が含まれる。他の適切な値には、第1のスラリーの総重量に基づいて、約5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、37、38、および40重量%が挙げられる。 In embodiments, the first slurry containing the silicate flotation agent compound may be mixed to a solids content of about 5% to about 40% by weight, based on the total weight of the slurry. Other suitable ranges include about 5% to about 20% by weight, about 5% to about 10% by weight, about 20% to about 25% by weight, and about 30% to about 40% by weight. Other suitable values, based on the total weight of the first slurry, include about 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 37, 38, and 40% by weight.
シリケート浮選収集剤化合物は、アミンベースの化合物であり得る。例えば、シリケート浮選収集剤は、一級アミン、ジアルキルアミン、三級アミン、および四級アミンのうちの1つ以上であり得る。特定の化合物の例には、獣脂、ココアミン、ヒドロキシエチルアルキルイミダゾリン、ラウリルアミン、長鎖アルキルピリジニウム、およびn-アルキルトリメチルアンモニウムが挙げられるが、これらに限定されない。シリケート浮選収集剤化合物は市販されており、Flotigam(登録商標)3135(Clariant)、Flotigam(登録商標)K2C(Clariant)、Armak(登録商標)1019(Akzo Nobel Surface Chemistry,LLC)、MD 20763(Akzo Nobel)、CustAmine(登録商標)1208、(ArrMaz)およびTomamine(登録商標)DA-17(Evonik Industries)、Ethomeen(登録商標)(Akzo Nobel)、およびDuomac-T(登録商標)(Akzo Nobel)のうちの1つ以上が挙げられ得る。 Silicate flotation agents can be amine-based compounds. For example, a silicate flotation agent may be one or more of primary amines, dialkylamines, tertiary amines, and quaternary amines. Examples of specific compounds include, but are not limited to, animal fats, cocoamines, hydroxyethylalkylimidazolines, laurylamines, long-chain alkylpyridiniums, and n-alkyltrimethylammonium. Silicate flotation compounds are commercially available and may include one or more of the following: Flotigam® 3135 (Clariant), Flotigam® K2C (Clariant), Armak® 1019 (Akzo Nobel Surface Chemistry, LLC), MD 20763 (Akzo Nobel), CustAmine® 1208 (ArrMaz), Tomamine® DA-17 (Evonik Industries), Ethhomeen® (Akzo Nobel), and Duomac-T® (Akzo Nobel).
シリケート浮選収集剤化合物は、石灰泥ケーキの乾燥質量に基づいて、約0.1重量%~約0.3重量%の量で第1のスラリー中に提供され得る。 The silicate flotation agent compound may be provided in the first slurry in an amount of about 0.1% to about 0.3% by weight, based on the dry mass of the lime mud cake.
熱熟成法
実施形態によれば、石灰泥から沈殿炭酸カルシウムを作製する方法は、炭酸ナトリウム中で石灰泥を熱熟成させて、高比表面積の不純物を低減することを含み得る。実施形態では、本方法は、石灰泥ケーキを、水、および炭酸ナトリウムと混合して第1のスラリーを形成し、第1のスラリーを、スラリーを熟成させ、かつピルソナイト(Na2Ca(CO3)2)、2H2O、ショータイト(Na2Ca2(CO3)3)、およびゲイラサイト(Na2Ca(CO3)2.5H2O)のうちの1つ以上を形成する条件下で加熱することを含み得る。本方法は、熟成させたスラリーから固形部分を分離し、固形部分を、ピルソナイト、ショータイト、およびゲイラサイトのうちの1つ以上をCaCO3固形画分およびNa2CO3溶液画分に分解し、かつナトリウム塩を除去する条件下で洗浄することをさらに含み得る。次いで、CaCO3固形画分を、水および分散剤と混合して、CaCO3固形画分を水中に分散させ、100rpmで約100cps未満のブルックフィールド粘度を有する分散スラリーを形成し得る。特に明記されていない限り、ここで報告されている粘度値は、ブルックフィールド粘度値である。CaCO3固形画分は、例えば、製紙用途で使用するのに適した比表面積を有する精製沈殿炭酸カルシウムである。
Thermal Aging Method According to one embodiment, a method for producing precipitated calcium carbonate from lime mud may include thermal aging of the lime mud in sodium carbonate to reduce high surface area impurities. In the embodiment, the method may include mixing a lime mud cake with water and sodium carbonate to form a first slurry, and heating the first slurry under conditions that allow the slurry to mature and form one or more of the following: pyrsonite ( Na₂Ca (CO₃) ₂ ), 2H₂O , schonotite ( Na₂Ca₂ ( CO₃ ) ₃ ), and gaylasite ( Na₂Ca ( CO₃ ) ₂.5H₂O ) . The method may further include separating the solid portion from the matured slurry, and washing the solid portion under conditions that decompose one or more of the pyrsonite, schonotite, and gaylasite into a CaCO₃ solid fraction and a Na₂CO₃ solution fraction, and remove sodium salts. Next, the CaCO3 solid fraction can be mixed with water and a dispersant to disperse the CaCO3 solid fraction in water, forming a dispersed slurry having a Brookfield viscosity of less than approximately 100 cps at 100 rpm. Unless otherwise specified, the viscosity values reported herein are Brookfield viscosity values. The CaCO3 solid fraction is, for example, purified precipitated calcium carbonate with a specific surface area suitable for use in papermaking applications.
所望の用途に必要な場合、次いで、分散スラリーは、約0.5ミクロン~約5ミクロンのメジアン粒子径に粉砕され得、かつ/または、pHは、約8~約11のpHに調整され得る。例えば、pHは、約9~約10、または約9~約10.5、または約8~約10、または約8~約11であり得る。他の適切なpH値には、約8、8.5、9、9.5、10、10.5、および11が挙げられる。 If required for the desired application, the dispersion slurry may then be ground to a median particle size of approximately 0.5 to 5 microns, and/or the pH may be adjusted to approximately 8 to 11. For example, the pH may be approximately 9 to 10, or approximately 9 to 10.5, or approximately 8 to 10, or approximately 8 to 11. Other suitable pH values include approximately 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, and 11.
実施形態では、プロセスは、熱熟成の前に第1のスラリーを洗浄することを含み得る。
第1のスラリーは、例えば、フィルタープレス、浄化装置および/または回転式真空フィルターを使用して洗浄され得る。実施形態では、洗浄は水を使用して達成され得る。例えば、第1のスラリーの固形物の乾燥質量の約1~約5倍に等しい量の水が使用され得る。
In embodiments, the process may include washing the first slurry before thermal aging.
The first slurry may be cleaned, for example, using a filter press, a purification device, and/or a rotary vacuum filter. In embodiments, cleaning may be achieved using water. For example, an amount of water equal to about 1 to about 5 times the dry mass of solids in the first slurry may be used.
実施形態では、熱熟成は、スラリーを、約80℃~約130℃、約90℃~約100℃、約85℃~約95℃、または約80℃~約90℃の温度に加熱することによって行うことができる。他の適切な温度には、約80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、および130℃が挙げられる。 In some embodiments, thermal aging can be performed by heating the slurry to a temperature of approximately 80°C to 130°C, approximately 90°C to 100°C, approximately 85°C to 95°C, or approximately 80°C to 90°C. Other suitable temperatures include approximately 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, and 130°C.
実施形態では、スラリーは、約2時間~約8時間、約2時間~約4時間、約3時間~約7時間、約5時間~約8時間、または約3時間~約6時間エージングし得る。他の適切な時間には、約2、3、4、5、6、7、または8時間が挙げられる。 In this embodiment, the slurry may be aged for approximately 2 to 8 hours, 2 to 4 hours, 3 to 7 hours, 5 to 8 hours, or 3 to 6 hours. Other suitable times include approximately 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8 hours.
実施形態では、第1のスラリーは、第1のスラリーの総重量に基づいて、約20重量%~約40重量%の炭酸ナトリウムを含み得る。他の適切な量の炭酸ナトリウムには、約25重量%~約40重量%、約30重量%~約35重量%、約20重量%~約30重量%、または約25重量%~約35重量%が挙げられる。例えば、第1のスラリーは、第1のスラリーの総重量に基づいて、約20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、または40重量%を含み得る。 In embodiments, the first slurry may contain about 20% to about 40% by weight of sodium carbonate, based on the total weight of the first slurry. Other suitable amounts of sodium carbonate include about 25% to about 40% by weight, about 30% to about 35% by weight, about 20% to about 30% by weight, or about 25% to about 35% by weight. For example, the first slurry may contain about 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, or 40% by weight, based on the total weight of the first slurry.
実施形態では、第1のスラリーは、第1のスラリーの総重量に基づいて、約5重量%~約30重量%の石灰泥を含み得る。他の適切な量の石灰泥には、約5重量%~約15重量%、約10重量%~約20重量%、約15重量%~約30重量%が挙げられる。例えば、第1のスラリーは、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30重量%を含み得る。 In embodiments, the first slurry may contain about 5% to about 30% by weight of lime mud, based on the total weight of the first slurry. Other suitable amounts of lime mud include about 5% to about 15% by weight, about 10% to about 20% by weight, and about 15% to about 30% by weight. For example, the first slurry may contain about 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, or 30% by weight.
実施形態では、固形部分は、熟成させたスラリーから分離された後、水で洗浄される。
洗浄は、公知の装置を使用して、ケーキまたはペーストに水を通すことによって行い得る。例えば、フィルタープレスを使用し得る。あるいは、固形部分を水に再懸濁し得、分離プロセスを繰り返し得る。他の公知の洗浄技術および装置が使用し得る。
In this embodiment, the solid portion is separated from the matured slurry and then washed with water.
Washing can be performed by passing water through the cake or paste using known equipment. For example, a filter press may be used. Alternatively, the solid portion may be resuspended in water and the separation process may be repeated. Other known washing techniques and equipment may be used.
実施形態では、プロセスで使用される炭酸ナトリウムは、その後の使用のためにリサイクルされ得る。ただし、プロセスでリサイクルする前に、炭酸ナトリウム中に存在する溶解したシリカをプロセスから除去する必要がある。これは、例えば、回収された炭酸ナトリウムのpHを約9.5に低下させてシリカを沈殿させ、任意の適切な濾過方法を使用して沈殿したシリカを濾別することによって行い得る。実施形態において、溶解したシリカは、回収された炭酸ナトリウムをアルミン酸ナトリウム溶液と混合してアルミノシリケートを沈殿させ、次いで、当該分野で公知の任意の適切な濾過方法を使用してアルミノシリケートを濾過することによって除去し得る。 In embodiments, the sodium carbonate used in the process may be recycled for subsequent use. However, before recycling in the process, dissolved silica present in the sodium carbonate must be removed from the process. This can be done, for example, by lowering the pH of the recovered sodium carbonate to about 9.5 to precipitate the silica, and then filtering off the precipitated silica using any suitable filtration method. In embodiments, dissolved silica can be removed by mixing the recovered sodium carbonate with a sodium aluminate solution to precipitate the aluminosilicate, and then filtering off the aluminosilicate using any suitable filtration method known in the art.
相分離法
実施形態によれば、精製沈殿炭酸カルシウムを石灰泥から作製する方法は、高比表面積の不純物を除去するための相分離の使用を含み得る。高比表面積の不純物を炭酸カルシウムから相分離し、除去して、精製沈殿炭酸カルシウム生成物を生成し得ることが有利に見出された。
Phase Separation Method: According to one embodiment, a method for producing purified precipitated calcium carbonate from limestone mud may involve the use of phase separation to remove high-surface-area impurities. It has been advantageously found that high-surface-area impurities can be phase-separated and removed from the calcium carbonate to produce a purified precipitated calcium carbonate product.
実施形態では、この方法は、石灰泥ケーキを水および分散剤と混合して、100rpmで約1000cps未満の粘度を有する分散スラリーを形成することと、分散スラリーのpHを約8~約10.5のpHになるように調整することとを含み得る。実施形態では、分散スラリーは、100rpmで約100cps未満の粘度を有し得る。この方法は、分散スラリーを、約0.5ミクロン~約5ミクロンのメジアン粒子径に粉砕することをさらに含み得る。粉砕後、必要に応じて、pHを約8~約10.5に再調整し得る。次に、この方法は、不純物粒子を含むスラリーおよび精製された炭酸カルシウムを含むペーストを得るのに十分な条件を使用して、粉砕したスラリー中で相分離を誘発することを含み得る。ペーストを遠心分離物から分離し、水に分散させて目的の固形分含有量にすることにより、沈殿炭酸カルシウムを生成し得る。 In embodiments, this method may include mixing a lime clay cake with water and a dispersant to form a dispersion slurry having a viscosity of less than about 1000 cps at 100 rpm, and adjusting the pH of the dispersion slurry to about 8 to about 10.5. In embodiments, the dispersion slurry may have a viscosity of less than about 100 cps at 100 rpm. This method may further include grinding the dispersion slurry to a median particle size of about 0.5 microns to about 5 microns. After grinding, the pH may be readjusted to about 8 to about 10.5 as needed. Next, this method may include inducing phase separation in the grinding slurry using conditions sufficient to obtain a slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate. Precipitated calcium carbonate can be produced by separating the paste from the centrifugated product and dispersing it in water to the desired solid content.
実施形態では、本方法は、石灰泥ケーキを水と混合して第1のスラリーを形成することであって、第1のスラリーのpHが約10~約11に調整され得、次に、相分離を誘導して不純物を分離し、精製された炭酸カルシウムを含有するペーストを生成することを含み得る。次いで、ペーストを分離し、水および分散剤と混合して、100rpmで約1000cps未満の粘度を有する分散スラリーを形成し得る。実施形態では、分散スラリーは、100rpmで約100cps未満の粘度を有し得る。分散スラリーは、約0.5ミクロン~約5ミクロンの粒子径に粉砕することができ、pHは、約9~約10.5に調整し得る。相分離工程の後に粉砕が行われるそのような実施形態では、分散剤は第1のスラリーに必要ではなく、代わりに、精製沈殿炭酸カルシウムの分散スラリーを形成するときに添加し得ることが見出された。 In embodiments, the method may include mixing a lime clay cake with water to form a first slurry, the pH of which may be adjusted to about 10 to about 11, inducing phase separation to separate impurities and produce a paste containing purified calcium carbonate. The paste may then be separated and mixed with water and a dispersant to form a dispersion slurry having a viscosity of less than about 1000 cps at 100 rpm. In embodiments, the dispersion slurry may have a viscosity of less than about 100 cps at 100 rpm. The dispersion slurry can be ground to a particle size of about 0.5 microns to about 5 microns, and the pH can be adjusted to about 9 to about 10.5. In such embodiments where grinding is performed after the phase separation step, it has been found that the dispersant is not required in the first slurry and can instead be added when forming the dispersion slurry of purified precipitated calcium carbonate.
本明細書に開示される相分離法のいずれにおいても、遠心分離を相分離法として使用し得る。例えば、この方法は、約500~約2000gのg力を達成するのに十分な条件下で、約1~約10分の滞留時間にわたって粉砕したスラリーを遠心分離して、不純物粒子を含む遠心分離スラリーおよび精製炭酸カルシウムを含むペーストを得ることを含み得る。ペーストを、遠心分離物から分離し、精製沈殿カーボネート生成物の最終用途に応じて、目標の固形分含有量まで水に分散させ得る。 In any of the phase separation methods disclosed herein, centrifugation may be used as the phase separation method. For example, this method may involve centrifuging a pulverized slurry over a residence time of about 1 to about 10 minutes under conditions sufficient to achieve a g-force of about 500 to about 2000 g to obtain a centrifugal slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate. The paste may be separated from the centrifuged product and dispersed in water to a target solids content, depending on the final use of the purified precipitated carbonate product.
本明細書に開示される相分離方法のいずれにおいても、重力分離または他の既知の相分離技術を使用して、炭酸カルシウムから不純物を相分離し得る。沈降時間および垂直方向の液体の深さなどの重力沈降パラメータは、所与のスラリーについて調整され得る。 In any of the phase separation methods disclosed herein, impurities can be separated from calcium carbonate using gravity separation or other known phase separation techniques. Gravity sedimentation parameters, such as sedimentation time and vertical liquid depth, can be adjusted for a given slurry.
第1のスラリーは、スラリーの総重量に基づいて、約10重量%~約35重量%の固形分含有量を有し得る。他の適切な量には、約15重量%~約30重量%、約10重量%~約20重量%、約20重量%~約25重量%、または約10重量%~約30重量%が挙げられる。例えば、第1のスラリーは、約10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、または35重量%の固形分含有量を有し得る。 The first slurry may have a solid content of about 10% to about 35% by weight, based on the total weight of the slurry. Other suitable amounts include about 15% to about 30% by weight, about 10% to about 20% by weight, about 20% to about 25% by weight, or about 10% to about 30% by weight. For example, the first slurry may have a solid content of about 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, or 35% by weight.
前述の実施形態のいずれかにおいて、ペーストまたはスラリーを希釈して、精製沈殿炭酸カルシウムの分散スラリーを形成する場合、分散スラリーは、分散スラリーの総重量に基づいて、約25重量%~約50重量%の固形分含有量を有し得る。分散スラリーの総重量に基づく重量による他の適切な固形分含有量には、約25%~約40%、約30%~約45%、約30%~約50%、または約40%~約50%が挙げられる。例えば、分散スラリーは、分散スラリーの総重量に基づいて、約25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、および50重量%の固形分含有量を有し得る。 In any of the embodiments described above, when the paste or slurry is diluted to form a dispersed slurry of purified precipitated calcium carbonate, the dispersed slurry may have a solid content of about 25% to about 50% by weight, based on the total weight of the dispersed slurry. Other suitable solid content by weight based on the total weight of the dispersed slurry include about 25% to about 40%, about 30% to about 45%, about 30% to about 50%, or about 40% to about 50%. For example, the dispersed slurry may have a solid content of about 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, and 50% by weight, based on the total weight of the dispersed slurry.
前述の実施形態のいずれかにおいて、分散剤は、ポリ(アクリル酸)ナトリウム、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、ヒドロキシアクリル酸、および無水マレイン酸を含むモノマー単位のポリカルボホモまたはコポリマーのうちの1つ以上であり得る。 In any of the embodiments described above, the dispersant may be one or more polycarbomote or copolymers of monomer units comprising sodium poly(acrylate), acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, hydroxyacrylic acid, and maleic anhydride.
ブラックチャーを除去するための液体サイクロン処理
液体サイクロン処理は、単独で、または高比表面積材料を除去して石灰泥からブラックチャーを除去するための任意の方法と組み合わせて使用し得る。高比表面積材料の除去方法と組み合わせて使用する場合、高比表面積材料の除去後にブラックチャーの除去を行い得る。
Liquid cyclone treatment for removing blackchar. Liquid cyclone treatment can be used alone or in combination with any method for removing blackchar from lime mud by removing high surface area material. When used in combination with a method for removing high surface area material, blackchar can be removed after the removal of the high surface area material.
上記のように、ブラックチャーの除去方法は、高比表面積不純物を除去するための処理から生じる沈殿炭酸カルシウムまたは石灰泥ケーキに対して実施され得る。高比表面積不純物を除去した後、精製沈殿炭酸カルシウムに使用される場合、得られる生成物は、概して、精製沈殿炭酸カルシウムと水および分散剤とのスラリーである。石灰泥ケーキと一緒に使用する場合、石灰泥ケーキを、任意選択で分散剤を用いて水に分散させて、ブラックチャー除去プロセスによって処理するためのスラリーを形成し得る。上記の分散剤のいずれかを使用し得る。参照を容易にするために、「ブラックチャー除去出発スラリー」という用語を本明細書中で使用し、高比表面積不純物が除去された前処理済の沈殿炭酸カルシウムのスラリーまたは石灰泥ケーキから形成されたスラリーを指すと理解される。 As described above, the blackchar removal method may be carried out on precipitated calcium carbonate or lime mud cake resulting from a treatment for removing high-surface-area impurities. When used with purified precipitated calcium carbonate after the removal of high-surface-area impurities, the resulting product is generally a slurry of purified precipitated calcium carbonate, water, and a dispersant. When used with lime mud cake, the lime mud cake may be dispersed in water with an optional dispersant to form a slurry for treatment by the blackchar removal process. Any of the above-mentioned dispersants may be used. For ease of reference, the term “blackchar removal starting slurry” is used herein and is understood to refer to a slurry formed from a pre-treated precipitated calcium carbonate slurry or lime mud cake from which high-surface-area impurities have been removed.
水および分散剤ならびにブラックチャー不純物を有するブラックチャー除去出発スラリーを、直列および/または並列構成の1つ~4つの液体サイクロンを含む装置に通過させ得る。スラリーが装置を通過すると、ブラックチャー不純物がスラリーの上部に浮き、除去され得る。図2を参照すると、例えば、4つの液体サイクロンを有する実施形態では、プロセスは、スラリーを第1の液体サイクロンに通すことを含み得、ここで、オーバーフロー(より軽い粒子)は第3の液体サイクロンに移動し、アンダーフロー(より重い粒子)は第2の液体サイクロンに移動する。第2の液体サイクロンでは、オーバーフローは第1の液体サイクロンに移動する一方、アンダーフローは回収チャンバーに移動する。第3の液体サイクロンでは、オーバーフローは第4の液体サイクロンに移動し、アンダーフローは第1の液体サイクロンに移動する。第4の液体サイクロンでは、オーバーフローは廃棄に移動し、アンダーフローは第3の液体サイクロンに移動する。 A blackchar removal starting slurry containing water, a dispersant, and blackchar impurities may be passed through an apparatus comprising one to four liquid cyclones in a series and/or parallel configuration. As the slurry passes through the apparatus, the blackchar impurities float to the top of the slurry and can be removed. Referring to Figure 2, for example, in an embodiment with four liquid cyclones, the process may include passing the slurry through a first liquid cyclone, where the overflow (lighter particles) moves to a third liquid cyclone and the underflow (heavier particles) moves to a second liquid cyclone. In the second liquid cyclone, the overflow moves to the first liquid cyclone, while the underflow moves to a recovery chamber. In the third liquid cyclone, the overflow moves to a fourth liquid cyclone, while the underflow moves to the first liquid cyclone. In the fourth liquid cyclone, the overflow moves to waste, and the underflow moves to the third liquid cyclone.
ブラックチャー除去のためのトラップタンク処理
液体サイクロン処理の代わりに、トラップタンク処理を利用してブラックチャーを除去し得る。図1Aおよび1Bを参照すると、トラップタンクの概略画像が示されている。トラップタンクは、概して円錐形を有し得る。図1Aおよび1Bに示される実施形態では、トラップタンクは、円錐台形状の底部に配置された上部円筒形部分を有する。トラップタンクは、オーバーフローバルブ、回転ブレード、および出口をさらに含み得る。オーバーフローバルブは、スラリーがトラップタンクに供給されるトラップタンクの上部領域に配置されて、出力速度よりも高い供給速度を有することなどから生じ得るオーバーフローを収集し得る。理論に拘束されることを意図しないが、トラップタンク設計は、スラリーの遅い下向きの流れに対して、ブラックチャースラリー中で表面に向かって上向きに移動する傾向のバランスをとると考えられている。スラリーの表面近くでの攪拌は、石灰泥粒子からのブラックチャーの分離を促進する。
Trap Tank Treatment for Blackchar Removal Instead of liquid cyclone treatment, blackchar can be removed using trap tank treatment. Schematic images of a trap tank are shown with reference to Figures 1A and 1B. Trap tanks may generally have a conical shape. In the embodiments shown in Figures 1A and 1B, the trap tank has an upper cylindrical portion located at the base of a frustoconical shape. The trap tank may further include an overflow valve, rotating blades, and an outlet. The overflow valve may be located in the upper region of the trap tank where the slurry is supplied to the trap tank, and may collect overflow that may result from having a supply rate higher than the output rate, for example. While not intended to be constrained by theory, trap tank design is thought to balance the slow downward flow of slurry with the upward tendency towards the surface in the blackchar slurry. Agitation near the surface of the slurry promotes the separation of blackchar from the lime mud particles.
図1Aおよび1Bに示されるような実施形態では、円筒形部分は、供給タンクまたは他のレセプタクルからブラックチャー除去出発スラリーを供給するための供給ライン、およびスラリーがトラップタンクに供給されると、それを攪拌するための円筒形部分の下部に配置された回転ブレードを含み得る。トラップタンク内のスラリーが攪拌されるにつれて、ブラックチャーの不純物が表面に浮き上がり、精製されたサンプルがタンクの底に残る。トラップタンクの底に出口ポンプを組み込んで、精製されたサンプルを回収し得る。実施形態では、システムは、トラップタンクへの供給物およびトラップタンクからの精製されたサンプルの一定または実質的に一定の流れを維持するように運転され得る。実施形態では、この方法は、回収されたサンプルをトラップタンクに1回以上、2回以上、3回以上、4回以上、または5回以上通すことを含み得る。例えば、約1~約3回、約2~5回、約1~4回、および約1~5回。供給/回収されたサンプルが、一旦、トラップタンクを所望の回数通過させられると、それは回収チャンバー内に収集され得る。必要に応じて、回収された生成物をさらに処理して、pHを調整すること、および/または固形分含有量を調整することなどにより、フィラーまたは顔料としての使用により適したものにし得る。 In embodiments such as those shown in Figures 1A and 1B, the cylindrical portion may include a supply line for supplying a blackchar removal starting slurry from a supply tank or other receptacle, and a rotating blade located at the bottom of the cylindrical portion for agitating the slurry once it is supplied to the trap tank. As the slurry in the trap tank is agitated, blackchar impurities rise to the surface, leaving the purified sample at the bottom of the tank. An outlet pump may be incorporated at the bottom of the trap tank to recover the purified sample. In embodiments, the system may be operated to maintain a constant or substantially constant flow of feed to and from the trap tank. In embodiments, this method may include passing the recovered sample through the trap tank one or more, two or more, three or more, four or more, or five or more times. For example, about one to three times, about two to five times, about one to four times, and about one to five times. Once the supplied/recovered sample has passed through the trap tank the desired number of times, it may be collected in a recovery chamber. If necessary, the recovered product can be further processed to adjust the pH and/or the solids content, making it more suitable for use as a filler or pigment.
攪拌機は、平らな円盤状のブレード、分散ブレード、および/または鋸刃のインペラであり得る。攪拌機は、スラリー中で層流を達成し得る任意のブレードであり得る。実施形態では、攪拌機は、トラップタンクの円筒形セクションの直径の約0.4~約0.95倍に等しい直径を有するカウルズブレードであり得る。 The agitator may be a flat disc-shaped blade, a dispersion blade, and/or a saw-toothed impeller. The agitator may be any blade capable of achieving laminar flow in the slurry. In embodiments, the agitator may be a cowl blade having a diameter equal to about 0.4 to about 0.95 times the diameter of the cylindrical section of the trap tank.
攪拌機は、層流を維持しながら、約0.1~約1.5m/秒の先端速度で回転し得る。 The agitator can rotate at a tip speed of approximately 0.1 to 1.5 m/s while maintaining laminar flow.
実施形態では、スラリーは、タンク中で約2~約10分、約5~約8分、約4~約6分、約3~約7分、または約2~約9分の滞留時間を有し得る。他の適切な滞留時間には、約2、3、4、5、6、7、8、9、または10分が挙げられる。 In this embodiment, the slurry may have a residence time in the tank of approximately 2 to 10 minutes, 5 to 8 minutes, 4 to 6 minutes, 3 to 7 minutes, or 2 to 9 minutes. Other suitable residence times include approximately 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 minutes.
ブラックチャー除去のためのオゾン法
実施形態では、ブラックチャーは、ブラックチャー除去出発スラリーをオゾン処理に曝すことによって除去され得る。ブラックチャー除去出発スラリーは、前述の方法のいずれかから生じる精製形態の沈殿炭酸カルシウムであり得るか、またはそれを含み得る。ブラックチャー除去出発スラリーを攪拌しながら、オゾンへの曝露を行い得る。理論に拘束されることを意図しないが、オゾンはブラックチャーを二酸化炭素に酸化し、それが次いでガス流中で除去されると考えられている。
Ozone Method for Blackchar Removal In this embodiment, blackchar can be removed by exposing a blackchar removal starting slurry to ozone treatment. The blackchar removal starting slurry may be or contain purified precipitated calcium carbonate resulting from any of the methods described above. Exposure to ozone may be carried out while stirring the blackchar removal starting slurry. Although not intended to be bound by theory, it is thought that ozone oxidizes the blackchar to carbon dioxide, which is then removed in a gaseous stream.
ブラックチャー除去出発スラリーを通してオゾンを生成および流すための、任意の適切な装置を使用し得る。生成装置は、紫外線、放電または電気分解を使用し得る。オゾンは、流れる空気もしくは純粋な酸素、またはその2つの混合物の中で生成され得る。空気または酸素は、石灰泥スラリー1リットル当たり約0.1~約2リットル/分のオゾン含有ガスの流量で流され得る。例えば、毎分約1リットルの乾燥空気流を使用して、固形分10%の石灰泥スラリー675mLを処理し得る。空気または酸素流中のオゾンの濃度は、約2g/m3~50g/m3、約25g/m3~約50g/m3、約5g/m3~約12g/m3、約2g/m3~約15g/m3、約8g/m3~約15g/m3、または約35g/m3~約45g/m3の範囲内であり得る。他の適切な濃度には、約2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30 32、34、36、38、40、42、44、46、48、および50g/m3が挙げられる。 Any suitable apparatus can be used to generate and flow ozone through the blackchar removal starting slurry. The generating apparatus may use ultraviolet light, electrical discharge, or electrolysis. Ozone can be generated in flowing air or pure oxygen, or a mixture of the two. The air or oxygen may be flowed at a flow rate of about 0.1 to about 2 liters/minute of ozone-containing gas per liter of lime sludge slurry. For example, 675 mL of lime sludge slurry with a solid content of 10% can be treated using a dry air flow of about 1 liter per minute. The concentration of ozone in the air or oxygen flow may be in the range of about 2 g/ m³ to 50 g/ m³ , about 25 g/ m³ to about 50 g/ m³ , about 5 g/ m³ to about 12 g/ m³ , about 2 g/ m³ to about 15 g/ m³ , about 8 g/ m³ to about 15 g/m³, or about 35 g/ m³ to about 45 g/ m³ . Other suitable concentrations include approximately 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48 , and 50 g/m³.
本プロセスは、液体とのガス接触を最大化するのに適した任意の攪拌機設計を使用して実施され得る。例えば、ラジアルフローまたはラシュトンインペラは、約1m/秒~約5m/秒の先端速度で使用され得る。オゾン反応は、高温および高pHで実施され得る。例えば、40℃の温度を使用できる。例えば、約40℃~約80℃、約50℃~約60℃、約40℃~約60℃、約50℃~約70℃、または約45℃~約65℃の温度が使用され得る。例えば、pH10を超えるまたはpH11を超えるpHを使用し得る。オゾンとのより高い反応速度は、より高い温度とpHのこれらの条件で達成され、したがって、容器内でのより短い反応時間を可能にする。 This process can be carried out using any agitator design suitable for maximizing gas contact with the liquid. For example, radial flow or Rushton impellers can be used at tip speeds of approximately 1 m/s to approximately 5 m/s. The ozone reaction can be carried out at high temperatures and high pH. For example, a temperature of 40°C can be used. For example, temperatures of approximately 40°C to 80°C, 50°C to 60°C, 40°C to 60°C, 50°C to 70°C, or 45°C to 65°C can be used. For example, pH above 10 or above 11 can be used. Higher reaction rates with ozone are achieved under these higher temperature and pH conditions, thus allowing for shorter reaction times in the container.
ブラックチャーを除去するための浮選法
実施形態では、ブラックチャーは浮選を使用して除去し得る。ブラックチャー除去出発スラリーは、発泡剤および浮選収集剤化合物と混合され得る。混合物は、1~10分間の気流下で、泡が溢れるときに泡を収集しながら、約150m/分~約500m/分、約200m/分~約350m/分、約300m/分~約400m/分、または約150m/分~約250m/分の先端速度で混合され得る。ブラックチャーは、泡で取り除かれる。残りのテールスラリーは、精製沈殿炭酸カルシウムを含有していた。
Flotation method for removing blackchar In this embodiment, blackchar can be removed using flotation. The blackchar removal starting slurry can be mixed with a foaming agent and a flotation collector compound. The mixture can be mixed under an airflow for 1 to 10 minutes at a tip velocity of about 150 m/min to about 500 m/min, about 200 m/min to about 350 m/min, about 300 m/min to about 400 m/min, or about 150 m/min to about 250 m/min, while collecting the foam as it overflows. The blackchar is removed by the foam. The remaining tail slurry contained purified precipitated calcium carbonate.
適切な発泡剤には、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)、アミルアルコール、クレゾールおよびテルピネオールなど、5~10個の炭素原子を有する炭化水素鎖を有する標準アルコールが挙げられる。ポリアルコキシエーテルおよびポリグリコールエーテルなどの他の発泡剤タイプも使用され得る。1つ以上の発泡剤の任意の組み合わせが使用され得る。発泡剤は、石灰泥の乾燥質量当たり10~250ppm、または約10ppm~約100ppm、約100ppm~約250ppmの発泡剤のレベルで使用され得る。他の好適な値は、石灰泥の乾燥重量当たり約10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70 75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225および250ppの発泡剤が挙げられる。 Suitable blowing agents include standard alcohols having hydrocarbon chains with 5 to 10 carbon atoms, such as methyl isobutylcarbinol (MIBC), amyl alcohol, cresol, and terpineol. Other types of blowing agents, such as polyalkoxy ethers and polyglycol ethers, may also be used. Any combination of one or more blowing agents may be used. The blowing agent may be used at levels of 10 to 250 ppm per dry weight of lime mud, or about 10 ppm to about 100 ppm, or about 100 ppm to about 250 ppm. Other preferred values include blowing agents at about 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 125, 150, 175, 200, 225, and 250 pp per dry weight of lime mud.
適切な浮選収集剤化合物には、灯油、またはディーゼル油などの他の油性の水と混和しない化合物が含まれる。収集剤は、石灰泥の乾燥質量当たり100~1000ppm、200~500ppm、約150~約350ppm、または約700ppm~約1000ppmの収集剤で使用され得る。他の適切な値には、約100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825、850、875、900、925、950、975、および1000ppmの収集剤が挙げられる。 Suitable flotation agent compounds include kerosene or other oily compounds that are immiscible with water, such as diesel fuel. The agent may be used at concentrations of 100–1000 ppm, 200–500 ppm, about 150–350 ppm, or about 700 ppm–1000 ppm per dry mass of limestone mud. Other appropriate values include collecting agents at approximately 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775, 800, 825, 850, 875, 900, 925, 950, 975, and 1000 ppm.
空気の流れは、約1標準リットル/分(SLPM)~約6SLPM、約3SLPM~約5SLPM、約1SPLM~約2SLPM、または約4SLPM~約6SLPMであり得る。他の適切な流量には、約1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.8、および6SLPMが挙げられる。 The airflow can be approximately 1 standard liter/min (SLPM) to approximately 6 SLPM, approximately 3 SLPM to approximately 5 SLPM, approximately 1 SPLM to approximately 2 SLPM, or approximately 4 SLPM to approximately 6 SLPM. Other suitable flow rates include approximately 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5, 5.2, 5.4, 5.8, and 6 SLPM.
本明細書の実施形態のいずれかにおいて、ブラックチャーの除去のためにさらに処理されるかどうかにかかわらず、沈殿炭酸カルシウム生成物および/またはスラリーは、沈殿炭酸カルシウムを所与の製紙用途用のフィラーとしておよび/または顔料として使用するための適切な配合物に配合するための任意の添加剤と混合され得る。 In any embodiment of this specification, whether or not the precipitated calcium carbonate product and/or slurry are further treated for the removal of blackchar, they may be mixed with any additives for incorporating the precipitated calcium carbonate into a suitable formulation for use as a filler and/or pigment for a given papermaking application.
実施例1:炭酸ナトリウムの熱熟成(HA)
石灰泥を処理して、出発物質と比較して減少した比表面積および減少した不純物含有量を有する沈殿炭酸カルシウム材料を得た。石灰泥ケーキを、パルプ工場からの廃棄生成物として得た。石灰泥ケーキを、10~20%の炭酸カルシウム固形分含有量で25~30%の炭酸ナトリウム溶液中にスラリー化した。特に、1kgのスラリー中では、200gのCaCO3(20%CaCO3)、240gのNa2CO3、560gのH2O(30%Na2CO3)。
Example 1: Thermal aging (HA) of sodium carbonate
Lime mud was treated to obtain a precipitated calcium carbonate material having a reduced specific surface area and reduced impurity content compared to the starting material. The lime mud cake was obtained as waste product from a pulp mill. The lime mud cake was slurryed in a 25-30% sodium carbonate solution with a calcium carbonate solid content of 10-20%. In particular, 1 kg of slurry contained 200 g of CaCO₃ (20% CaCO₃ ), 240 g of Na₂CO₃ , and 560 g of H₂O (30% Na₂CO₃ ) .
次に、スラリーを100℃で8時間加熱熟成して、混合塩であるピルソナイト(Na2Ca(CO3)2・5H2O)を形成した。熱熟成工程なしのプロセスの比較を実施し、結果を以下の表に概説する。 Next, the slurry was heated and aged at 100°C for 8 hours to form the mixed salt pyrsonite ( Na₂Ca ( CO₃ ) ₂ · 5H₂O ). A comparison was conducted with a process without the heat aging step, and the results are summarized in the table below.
次いで、ブフナー漏斗および紙を使用した真空濾過により、スラリーを濾過するか、または固相および液相に分離した。ブフナー漏斗内で、ケーキを3部分の水で洗浄したが、各部分は、元の石灰泥ケーキの固形質量と等しかった。固形分を、除去した水で洗浄してナトリウム塩を除去したが、これは、任意選択で、プロセスの開始にリサイクルされ得る。この洗浄はまた、ピルソナイトを分解してCaCO3およびNa2CO3に戻した。 Next, the slurry was filtered or separated into solid and liquid phases by vacuum filtration using a Buchner funnel and paper. In the Buchner funnel, the cake was washed with three parts of water, each part having a solid mass equal to that of the original lime mud cake. The solids were washed with the removed water to remove the sodium salts, which can optionally be recycled at the start of the process. This washing also decomposed the pyrsonite back into CaCO₃ and Na₂CO₃ .
化学分散剤としてナトリウムポイル(アクリル酸)を使用して、CaCO3固形物を分離し、固形分35%で水中に分散させた。分散剤を使用して、スラリーの粘度を、100rpmで約100cps未満のブルックフィールド粘度まで低下させた。 Sodium poryl acrylic acid was used as a chemical dispersant to separate the CaCO3 solids, which were then dispersed in water with a solid content of 35%. The viscosity of the slurry was reduced using the dispersant to a Brookfield viscosity of less than approximately 100 cps at 100 rpm.
粉砕したスラリーのpHを、約9のpHに調整した。 The pH of the pulverized slurry was adjusted to approximately 9.
炭酸ナトリウム溶液をリサイクルするには、溶解したシリカを最初に除去し、洗浄水を分離する必要がある。シリカは、次のいずれかによって除去され得る。1)二酸化炭素ガスでpHを約9.5に低下させて沈殿したシリカを形成し、次にこれを濾別するか、または、2)アルミン酸ナトリウム溶液を用いたアルミノシリケートとしての沈殿、これもまた濾別される。水は、蒸発または逆浸透などの膜プロセスによって除去され得る。 To recycle a sodium carbonate solution, the dissolved silica must first be removed, and the wash water separated. Silica can be removed by either: 1) lowering the pH to approximately 9.5 with carbon dioxide gas to form precipitated silica, which is then filtered off; or 2) precipitation as aluminosilicate using a sodium aluminate solution, which is also filtered off. Water can be removed by evaporation or membrane processes such as reverse osmosis.
熱熟成によって形成された、得られた沈殿炭酸カルシウムは、熟成工程なしの処理と比較して、比表面積および存在する二酸化ケイ素の量の有意な減少を示した。
実施例2:相分離を使用した不純物の除去
パルプ工場からの廃棄生成物として得られた石灰泥ケーキを、固形分20%で水中にスラリー化した。洗浄サイクルを備えたフィルタープレスを使用してスラリーを処理し、パルプミルから過剰の白液を除去した。フィルタープレスを使用して、最初に20%固形分のスラリーからケーキを形成し、次いで、水をケーキに通した。洗浄サイクルを、乾燥固形物の質量の4倍の量の水を使用して実施した。
Example 2: Removal of impurities using phase separation A lime clay cake obtained as a waste product from a pulp mill was slurryed in water with a solid content of 20%. The slurry was processed using a filter press equipped with a washing cycle to remove excess white liquor from the pulp mill. Using the filter press, a cake was first formed from the 20% solid slurry, and then water was passed through the cake. The washing cycle was performed using four times the mass of dry solids in water.
洗浄したケーキを、化学分散剤としてポリ(アクリル酸)ナトリウムを使用して、固形分20%で水に分散させた。得られた分散スラリーは、100rpmで約10cpsの粘度を有していた。 The washed cake was dispersed in water with a solid content of 20% using sodium polyacrylate as a chemical dispersant. The resulting dispersion slurry had a viscosity of approximately 10 cps at 100 rpm.
次いで、分散スラリーを約15%の二酸化炭素含有量の燃焼排ガスでガス処理して、pHを約10.5のpHに下げた。 Next, the dispersed slurry was treated with combustion exhaust gas containing approximately 15% carbon dioxide to lower its pH to approximately 10.5.
次いで、pH調整されたスラリーを、紙の充填またはコーティング顔料として使用するのに適切な所望の粒子径に粉砕した。本実施例では、pH調整されたスラリーを、連続的にかつその中を通るシングルパスで運転する垂直メディアミルを使用して粉砕した。得られた粉砕メジアン粒子径は、約3.5ミクロンであった。 Next, the pH-adjusted slurry was ground to a desired particle size suitable for use as a paper filler or coating pigment. In this example, the pH-adjusted slurry was ground using a vertical media mill operating in a single continuous pass. The resulting ground median particle size was approximately 3.5 microns.
粉砕したスラリーのpHを、二酸化炭素ガスで9.5のpHにガス処理することによって再び調整した。次いで、スラリーを1400~1500rpmで連続的に遠心分離し(表を参照)、4.8~8.4分の滞留時間で713または819gのg力を得た。微粒子不純物を含有する遠心分離物を除去し、精製された生成物を含有するペーストを、さらなる処理のために分離した。 The pH of the pulverized slurry was adjusted again by gas treatment with carbon dioxide to a pH of 9.5. The slurry was then continuously centrifuged at 1400–1500 rpm (see table), yielding a g-force of 713 or 819 g with a residence time of 4.8–8.4 minutes. The centrifuged material containing particulate impurities was removed, and the paste containing the purified product was separated for further processing.
上記の方法で4つのサンプルを調製し、各サンプルから得られたペーストは、下の表に示される固形分含有量を有していた。得られた沈殿炭酸カルシウムは、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、および鉄などの不純物元素の大幅な削減を有した。出発窯石灰泥と比較した、比表面積およびSiO2含有量の減少を以下に示す。
実施例3:粉砕前の石灰泥の相分離を使用した不純物の除去
パルプ工場からの廃棄生成物として得られた石灰泥ケーキを、固形分20%で水中にスラリー化した。洗浄サイクルを備えた水平フィルタープレスを使用して、液相中の過剰な白液を除去するためにスラリーを処理した。フィルタープレスを使用して、最初に20%固形分のスラリーからケーキを形成し、それによって65%固形分のケーキを得、次いで、水をケーキに通した。洗浄サイクルを、乾燥固形物の質量の4倍の量の水を使用して実施した。
Example 3: Removal of impurities using phase separation of lime sludge before grinding. Lime sludge cake obtained as waste product from a pulp mill was slurryed in water with a solid content of 20%. The slurry was processed using a horizontal filter press equipped with a washing cycle to remove excess white liquor from the liquid phase. Using the filter press, a cake was first formed from the 20% solid slurry, thereby obtaining a 65% solid cake, and then water was passed through the cake. The washing cycle was carried out using four times the mass of dry solids in water.
得られた洗浄ケーキを固形分23%で水中にスラリー化し、次いで、燃焼排ガスを含有する二酸化炭素でガス処理することにより、pHを10.9に下げるように処理した。 The obtained washed cake was slurryed in water with a solid content of 23%, and then treated with carbon dioxide containing combustion exhaust gas to lower the pH to 10.9.
次いで、pH調整されたスラリーを1300rpmで連続的に遠心分離して、表に示されるように滞留時間を変化させて615のg力を得た。微粒子不純物を含有する遠心分離物を除去し、さらなる処理のために、精製された生成物を含有するペーストを分離した。 Next, the pH-adjusted slurry was continuously centrifuged at 1300 rpm, and residence times were varied as shown in the table to obtain a g force of 615. The centrifuged material containing particulate impurities was removed, and the paste containing the purified product was separated for further processing.
得られた遠心ペーストを、分散剤としてポリ(アクリル酸)ナトリウムを使用して、固形分30%で水に分散させた。分散スラリーのブルックフィールド粘度は、100rpmで13cpsであった。以下の表に示すように、上記の方法で4つのサンプルを調製した。 The resulting centrifuged paste was dispersed in water with sodium poly(acrylate) as a dispersant, resulting in a solid content of 30%. The Brookfield viscosity of the dispersed slurry was 13 cps at 100 rpm. Four samples were prepared using the method described above, as shown in the table below.
得られた生成物は、より少ないケイ素、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄などの不純物元素を有した。また、それは、低減されたケイ酸カルシウム、ハイドロタルサイトおよびブラックチャーなどの不純物相、ならびにより低い比表面積も有した。
実施例4:重力沈降を使用した不純物の除去
粉砕後に遠心分離の代わりに重力沈降プロセスを利用したことを除いて、実施例2のプロセスを繰り返した。特に、実施例2の遠心分離工程は、以下に特定される示された液体の高さおよび沈降時間で試験管円筒形容器内に沈降することを可能にすることによって置き換えられた。指定された沈降時間の後、上層を流し出し、除去し、下層を試験した。
Example 4: Removal of impurities using gravity sedimentation The process of Example 2 was repeated, except that a gravity sedimentation process was used instead of centrifugation after grinding. In particular, the centrifugation step in Example 2 was replaced by allowing the liquid to settle in a cylindrical test tube container at the indicated height and sedimentation time specified below. After the specified sedimentation time, the upper layer was drained and removed, and the lower layer was tested.
重力沈降法により、比表面積がいくらか減少した。これは、シリケートなどの不純物の減少が原因であると考えられていた。
実施例4:石灰泥から不純物を除去するための浮選
パルプ工場からの廃棄生成物として得られた石灰泥ケーキを、固形分20%で水中にスラリー化した。次いで、スラリーを純粋な二酸化炭素でガス処理して、pHを表に示されているpH値まで下げた。
Example 4: Flotation to remove impurities from lime sludge. Lime sludge cake, obtained as waste product from a pulp mill, was slurryed in water with a solid content of 20%. The slurry was then gas-treated with pure carbon dioxide to lower the pH to the pH values shown in the table.
シリケート特有の浮選収集として、Flotigam(登録商標)3135(CLARIANT)またはCustAmine(登録商標)1208(ARRMAZ)をpH調整されたスラリーに添加した。下の表は、石灰泥の乾燥質量に基づく投与量を示している。 For silicate-specific flotation collection, Flotigam® 3135 (CLARIANT) or CustAmine® 1208 (ARRMAZ) was added to the pH-adjusted slurry. The table below shows the dosage based on the dry mass of the lime sludge.
次いで、スラリーを水で8重量%の固形分に希釈し、浮選セルシステムによって処理して、シリケート粒子不純物を含有する濃縮泡および精製された生成物を含有するテールスラリーが得られた。 Next, the slurry was diluted with water to a solid content of 8% by weight and processed using a flotation cell system to obtain a tail slurry containing concentrated foam containing silicate particulate impurities and a purified product.
次いで、テールスラリーを濾過して、真空フィルターおよび紙を使用して液相中の過剰な可溶性塩を除去した。処理の結果、精製されたCaCO3を含有するペーストが得られた。 Next, the tail slurry was filtered, and excess soluble salts in the liquid phase were removed using a vacuum filter and paper. As a result of the treatment, a paste containing purified CaCO3 was obtained.
得られた生成物は、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄などの不純物の少ない元素を含有していた。また、ケイ酸カルシウムおよびハイドロタルサイトなどの不純物相が減少し、比表面積が低くなった。下の表は、この方法で達成されたSiO2の削減を示す。
実施例5:液体サイクロン処理によるブラックチャーの除去
水中の30%炭酸カルシウム、分散剤としてのナトリウムポリル(アクリル酸)、およびブラックチャー不純物からなる最終生成物スラリーをさらに処理して、ブラックチャー不純物を除去した。スラリーの粘度は40cpsであった。スラリーを、4つの液体サイクロン(HC)を含む装置により処理した。スラリーを通過させるにつれて、ブラックチャー不純物がスラリーの上部に浮き、精製された回収生成物から処理または分離され得る(図2を参照)。各HCのオーバーフロー(軽い粒子)およびアンダーフロー(重い粒子)は、次のように次のHCに流れる。
定性的観察により、HC2アンダーフローは供給生成物よりもブラックチャーが少ないことが示された。 Qualitative observations showed that HC2 underflow resulted in less blackchar than feed products.
実施例6:トラップタンクによるブラックチャーの除去
図1Aおよび1Bに図示するトラップタンクを使用して、水中の34.8%の炭酸カルシウム、分散剤としてのナトリウムポイル(アクリル酸)、およびブラックチャー不純物を含有する最終生成物のスラリーから、ブラックチャーを分離した。スラリーを、100rpmで20cpsのブルックフィールド粘度を有していた。
Example 6: Removal of Blackchar using a Trap Tank Blackchar was separated from the final product slurry containing 34.8% calcium carbonate in water, sodium boyl (acrylic acid) as a dispersant, and blackchar impurities using a trap tank as shown in Figures 1A and 1B. The slurry had a Brookfield viscosity of 20 cps at 100 rpm.
トラップタンク内の供給ラインは、ブレード上のスラリーの保持時間を最大化するために、攪拌機の中心近くのスラリーレベルのすぐ上に配置された。トラップタンク内で一定のレベルが維持されるように、供給ポンプおよび生成物フローポンプを調整した。供給ストリームおよび生成物フローストリームには、ダブルヘッド蠕動ポンプを使用した。 The supply line within the trap tank was positioned just above the slurry level near the center of the agitator to maximize the retention time of the slurry on the blades. The supply pump and product flow pump were adjusted to maintain a constant level within the trap tank. Double-head peristaltic pumps were used for both the supply stream and the product flow stream.
トラップタンクをオーバーフローポートに充填するために供給ストリームが開始され、ダブルヘッドポンプを使用して、充填中に生成物ラインがトラップタンクにリサイクルされた。下の表に概説されるように、攪拌機の電源を入れ、rpmに設定した。以下の表に同定されるように、いくつかの実験では空気流が供給された。下の表に図示されるように、空気流が分離を助けることは見出されなかった。この表は、運転時間も示す。各実験では、供給ストリームおよび生成物ストリームは、約3回の保持回数にわたって流れた。最後の通過後、生成物を、清浄なビーカー中に集めた。ビーカー中の生成物を観察して、トラップタンクおよびオーバーフロータンクと比較した、生成物に存在するブラックチャーの量を定性的に決定した。 The supply stream was started to fill the trap tank to the overflow port, and the product line was recycled to the trap tank during filling using a double-head pump. The agitator was powered on and set to rpm, as outlined in the table below. Airflow was supplied in some experiments, as identified in the table below. No airflow was found to aid separation, as illustrated in the table below. This table also shows the operating time. In each experiment, the supply and product streams flowed for approximately three holding cycles. After the final pass, the product was collected in a clean beaker. The amount of blackchar present in the product was qualitatively determined by observing the product in the beaker and comparing it to that in the trap tank and overflow tank.
全ての運転は、内径4.9インチの1.65リットルのトラップタンクと、直径4.8インチのフラットブレードまたは直径4.0インチのカウルズブレード攪拌機のいずれかを使用する。これらの運転は、低rpmの攪拌および遅い供給速度の必要性を示す。
実施例6:オゾン処理でブラックチャーを除去
水で希釈することにより、石灰泥から10%固形分の石灰泥スラリーを調製した。
Example 6: Removal of blackchar by ozone treatment A lime mud slurry with a 10% solid content was prepared from the lime mud by dilution with water.
約625mlの石灰泥スラリーを、R100攪拌機用の穴を蓋に開け、かつSSチューブによりオゾンを供給するための別の穴を上部に開けた1リットルのボトルに注いだ。スラリーを、730rpmで混合した。乾燥空気シリンダーのバルブを開いて、10psiの圧力でオゾン発生器に供給した。乾燥空気流を、1lpmで供給した。オゾン発生器(Oxidation Technologiesから購入したモデル1KNT)を、100%のオゾンレベルで運転した。理論に拘束されることを意図しないが、オゾンはブラックチャーと反応してそれを二酸化炭素に酸化し、次いでそれがガス流で除去されると考えられている。 Approximately 625 ml of lime sludge slurry was poured into a 1-liter bottle with a hole in the lid for an R100 agitator and another hole at the top for supplying ozone via an SS tube. The slurry was mixed at 730 rpm. The valve of the dry air cylinder was opened and supplied to the ozone generator at a pressure of 10 psi. A dry air stream was supplied at 1 lpm. The ozone generator (Model 1 KNT purchased from Oxidation Technologies) was operated at 100% ozone level. While not intended to be constrained by theory, it is believed that ozone reacts with blackchar to oxidize it to carbon dioxide, which is then removed by the gas stream.
処理後、ハンターおよびISOの乾燥明度を試験し、スラリー面の写真をカメラで撮影し、ImageJソフトウェアを使用して%ブラックスポット面積を決定した。TGA-DSC分析を実施した。
実施例7:浮選を使用してブラックチャーを除去
固形分約70%のフィルターケーキを水で希釈することにより、固形分10%の石灰泥スラリーを作製した。
Example 7: Removal of black char using flotation A lime mud slurry with a solid content of 10% was prepared by diluting a filter cake with a solid content of approximately 70% with water.
200または500ppmの灯油収集剤をスラリーに加え、2分間混合した。 A kerosene collector at a concentration of 200 or 500 ppm was added to the slurry and mixed for 2 minutes.
次いで、100または250ppmのMIBC(メチルイソブチルカルビノール)発泡剤を添加し、混合物を0.5分間混合した。 Next, 100 or 250 ppm of MIBC (methyl isobutylcarbinol) foaming agent was added, and the mixture was mixed for 0.5 minutes.
次いで、混合物を、毎分4標準リットルの空気流下で、2000または1500rpmで混合した。泡が溢れたときに泡を集めながら、5分または10分間にわたって混合を続けて通気した。 Next, the mixture was mixed at 2000 or 1500 rpm under an airflow of 4 standard liters per minute. Mixing and aeration were continued for 5 or 10 minutes, collecting any foam that overflowed.
集められた泡を、ブラックチャー含有量の指標としての明度について試験した。残りのテールスラリーは、減少したブラックチャーを有する精製CaCO3を含有していた。
「a」または「an」の使用は、本明細書の実施形態の要素および構成要素を説明するために用いられる。これは、単宜上、且つ説明の一般的な意味を与えるために行われる。
この記述は、1つまたは少なくとも1つを含むと読み取るべきであり、別の意味であることが明らかでない限り、単数形は複数形も含む。
The use of "a" or "an" is used to describe elements and components of the embodiments herein. This is done for convenience and to give a general meaning to the description.
This statement should be interpreted as including one or at least one, and unless it is clear that there is another meaning, the singular form also includes the plural form.
なおさらに、これらの図は、例示の目的のみの好ましい実施形態を示す。当業者は、以下の考察から、本明細書に記載の原理から逸脱することなく、本明細書に例示される構造および方法の代替の実施形態を用い得ることを容易に認識するであろう。 Furthermore, these figures illustrate preferred embodiments for illustrative purposes only. Those skilled in the art will readily recognize from the following considerations that alternative embodiments of the structures and methods illustrated herein may be used without departing from the principles described herein.
したがって、特定の実施形態および適用が図示され、説明されているが、開示された実施形態は、本明細書に開示された正確な構造および成分に限定されないことを理解されたい。当業者には明らかとなる、様々な修正、変更、および変形が、添付の特許請求の範囲で定義される趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される方法および装置の構成、動作、および詳細において行われ得る。 Therefore, while specific embodiments and applications are illustrated and described, it should be understood that the disclosed embodiments are not limited to the exact structures and components disclosed herein. Various modifications, changes, and variations, which will be apparent to those skilled in the art, can be made to the configuration, operation, and details of the methods and apparatus disclosed herein without departing from the spirit and scope defined in the appended claims.
Claims (12)
石灰泥ケーキを水および分散剤と混合して、100rpmで1000cps未満のブルックフィールド粘度を有する第1のスラリーを形成することと、
前記第1のスラリーを、0.4ミクロン~5ミクロンのメジアン粒子径に粉砕することと、
不純物粒子を含む遠心分離スラリーおよび精製炭酸カルシウムを含むペーストを得るのに十分な条件下で、粉砕した前記スラリーを相分離させることと、
前記ペーストを、水中で目標固形分含有量まで希釈し、それにより、前記精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを生成することと、を含む、方法。 A method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime sludge,
The lime mud cake is mixed with water and a dispersant to form a first slurry having a Brookfield viscosity of less than 1000 cps at 100 rpm,
The first slurry is pulverized to a median particle size of 0.4 microns to 5 microns ,
The process involves separating the phases of the pulverized slurry under conditions sufficient to obtain a centrifugal slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate,
A method comprising diluting the paste in water to a target solid content, thereby producing a dispersed slurry containing the purified precipitated calcium carbonate.
石灰泥ケーキを水と混合して、第1のスラリーを形成することと、
前記第1のスラリーのpHを、10~11になるように調整することと、
500~2000gのg力を達成するのに十分な条件下で、前記第1のスラリーを、1~10分の滞留時間にわたって遠心分離して、不純物粒子および精製炭酸カルシウムを含むペーストを含む遠心分離スラリーを得ることと、
前記ペーストを水および分散剤と混合して、100rpmで1000cps未満のブルックフィールド粘度を有しかつ前記精製沈殿炭酸カルシウムを含有する分散スラリーを形成することと、を含む、方法。 A method for producing purified precipitated calcium carbonate from lime sludge,
The lime mud cake is mixed with water to form a first slurry,
The pH of the first slurry is adjusted to be between 10 and 11 .
Under conditions sufficient to achieve a g-force of 500 to 2000 g , the first slurry is centrifuged over a residence time of 1 to 10 minutes to obtain a centrifugal slurry containing impurity particles and a paste containing purified calcium carbonate.
A method comprising: mixing the paste with water and a dispersant to form a dispersion slurry having a Brookfield viscosity of less than 1000 cps at 100 rpm and containing the purified precipitated calcium carbonate.
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